[아이뉴스24 박종수 기자] 전북대학교 연구팀이 기존 상용 소재보다 두께를 약 3분의 1 수준으로 줄이면서도 대등한 전자파 차폐 성능을 갖춘 나노섬유 복합소재를 개발했다.
전자기기의 소형화와 반도체 고집적화에 대응할 수 있는 차세대 차폐 소재로 주목된다.
전북대 중재적메카노바이오기술융합연구센터(센터장 곽효성) 오진 박사과정생과 생체재료·메카노바이오로지 연구실 강경인 박사는 열경화성 에폭시 수지를 전기방사해 금속 도금이 가능한 나노섬유 멤브레인을 제작하고 전자파 차폐 성능을 입증했다.
최근 전자기기의 소형화와 반도체 트랜지스터의 고집적화가 빠르게 진행되면서 전자기파 간섭((EMI, Electromagnetic Interference)으로부터 기기를 보호하는 차폐 소재의 중요성이 커지고 있다.
그러나 기존 고분자 기반 차폐 소재는 주로 열가소성 부직포에 금속을 도금하는 방식으로 제조돼 두께와 밀도, 유연성, 제조 재현성 등에 한계가 있었다. 열가소성 나노섬유 역시 금속 코팅 과정에서 미세한 기공과 섬유 두께 등 고유의 구조적 특성을 유지하기 어렵다는 문제가 있었다.
연구팀은 이를 해결하기 위해 기계적 강도와 내화학성, 내열성이 우수한 열경화성 에폭시 수지에 주목했다. 자체 개발한 전기방사 시스템으로 나노섬유 멤브레인을 제작하고, 외부 전원을 사용하지 않고 금속을 입히는 무전해도금 공정을 적용해 전자파 차폐 복합소재를 제작했다.
특히 전기방사 과정에서 경화가 진행되고, 점도가 변화하는 특성으로 안정적 나노섬유 제조가 어려운 열경화성 수지의 특성에 맞춰 전기방소 조건을 최적화한 점이 핵심이다. 연구팀은 에폭시 수지에 적합한 전기방사 조건을 찾아 이러한 문제를 해결하고, 균일한 나노섬유 멤브레인을 제조할 수 있음을 확인했다.
이번 연구의 에폭시 나노섬유 멤브레인은 기존 상용 전자파 차폐 소재의 약 3분의 1 두께에서도 920~923MHz 대역에서 90dB의 차폐 성능을 나타냈다. 나노섬유 구조를 활용해 소재를 얇게 만들면서도 상용 소재와 대등한 차폐 성능을 확보한 것이다.
연구팀은 후속 연구를 통해 에폭시 나노섬유 멤브레인의 기계적·전기적 특성을 높이고 적용 분야를 확대할 계획이다. 전자파 차폐를 넘어 국방·우주 분야의 방사선 차폐막과 의료 현장에서 사용하는 납 방호복을 대체할 소재로 활용할 수 있는지도 검토할 예정이다.
이번 연구 성과는 첨단 소재 분야 국제학술지인 『Journal of Materials Chemistry A』 2026년 최신호에 온라인 게재됐다. 관련 기술은 특허 출원을 마쳐 향후 사업화를 위한 기반도 마련했다.
한편, 연구는 산업통상부 소재부품기술개발사업과 산업혁신기반구축사업의 지원을 받아 수행됐다.
/전북=박종수 기자(bells@inews24.com)